DE2021526A1 - Process for the preparation of alkylphenol mixtures - Google Patents
Process for the preparation of alkylphenol mixturesInfo
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Description
Wesseling, den 31. März .1970. VP/Dr.Sch.-B./Kl.Wesseling, March 31, 1970. VP / Dr.Sch.-B. / Kl.
Unser Zeichen: UK 236Our reference: UK 236
Verfahren zur Herstellung von AlkylphenolgemischenProcess for the preparation of mixtures of alkylphenols
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Alkylphenolgemischen mit hohem Gehalt an 315-Dialkylphenolen. The invention relates to a process for the preparation of alkylphenol mixtures with a high content of 315-dialkylphenols.
-Es ist bekannt, Phenol mit Alkylierungsmitteln wie Olefine, Alkohol, . Äther oder Alkylhalogenide in Gegenwart von katalytisch wirkenden wäßrigen Lösungen von Zinkhalogenid und Halogenwasserstoff bei erhöhten Temperaturen zu alkylieren. Man arbeitet dabei vorzugsweise mit einem Molverhältnis von Phenol zu Alkylierungsmittel wie etwa 1 : 0,6. Die eingesetzten Katalysatorlösungen enthalten etwa bis zu 20 Mol Wasser und bis zu 2 Mol Halogenwasserstoff pro Mol Zinkhalogenid. Die Menge der angewendeten Katalysatorlösung braucht im allgemeinen nicht mehr als etwa 10 %\ bezogen auf eingesetztes Phenol,zu betragen. Je nach Einstellung der Reaktionsbedingungen kann man in gewissen Grenzen die Substitution in ortho- oder para-Stellung beeinflussen, jedoch ist der Anfall an meta-Tsomeren stets verhältnismäßig gering. Dementsprechend bestehen die bei der Alkylierung anfallenden Dialkylphenole in überwiegendem Maße aus 2,6- und 2,^-Dialkylphenolen, während der Anteil an 3,5-Dialkylphenolen gering bleibt. · ■-It is known to use alkylating agents such as olefins, alcohol, phenol. To alkylate ethers or alkyl halides in the presence of catalytically active aqueous solutions of zinc halide and hydrogen halide at elevated temperatures. A molar ratio of phenol to alkylating agent such as about 1: 0.6 is preferably used. The catalyst solutions used contain about up to 20 moles of water and up to 2 moles of hydrogen halide per mole of zinc halide. The amount of catalyst solution used does not generally need to be more than about 10 % based on the phenol used. Depending on the setting of the reaction conditions, the substitution in the ortho or para position can be influenced within certain limits, but the amount of meta isomers is always relatively low. Accordingly, the dialkylphenols obtained in the alkylation consist predominantly of 2,6- and 2,4-dialkylphenols, while the proportion of 3,5-dialkylphenols remains low. · ■
Es wurde nun gefunden, daß man ein Alkylphenolgemisch mit hohem Gehalt an 3i5-Dialkylphenolen durch Umsetzung von Phenol mit niederen Olefinen, Alkoholen, Äthern oder Alky!halogeniden bei erhöhten Temperaturen und gegebenenfalls ei'höhten Drücken in Gegenwart einer wäßrigen Lösung von Zinkchlorid oder Zinkbromid und einem entsprechenden Halogenwasserstoff gewinnen kann, wenn man in Gegenwart von mehr als 10 % Katalysatorlösung, bezogen auf eingesetztes Phenol, zunächst bei Temperaturen bis zu etwa 120 mit einftm Molverhältnis von Alkylierungsmittel zu Phenol von mehr als 0,8 : 1 aJkylie.rt, anschließend das Alkylierungsgemisch auf eine Temperatur von etwa 16O - 18O bringt, wobei man niedriger siedende Bestandteile soweit destillativ aus dem Gemisch entfernt, daßIt has now been found that an alkylphenol mixture with a high content of 3i5-dialkylphenols can be obtained by reacting phenol with lower olefins, alcohols, ethers or alkyl halides at elevated temperatures and optionally at elevated pressures in the presence of an aqueous solution of zinc chloride or zinc bromide and a corresponding hydrogen halide can be obtained if in the presence of more than 10 % catalyst solution, based on the phenol used, initially at temperatures up to about 120 with a molar ratio of alkylating agent to phenol of more than 0.8: 1 aJkylie.rt, then the Bringing the alkylation mixture to a temperature of about 160-18O, lower-boiling constituents being removed from the mixture by distillation to the extent that
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Unser Zeichen: UK 236Our reference: UK 236
der V/assergehalt der Katalysatorlösung nicht mehr als etwa 3|O Mol pro Mol Zinkhalogenid beträgt, und das Geraisch bis zur Vervollständigung der Umsetzung auf einer Temperatur von wenigstens 1^0 hält. Zweckmäßig wird das Molverhältnis von Alkylierungsmittel zu Phenol auf etwa 1:1 eingestellt. Bei zu starker Erhöhung dieses Verhältnisses kann gegebenes falls eine Bevorzugung der ortho- bzw. para-Substitution eintreten. Die verwendete Katalysatorlösung kann anfänglich einen höheren Wassergehalt als 3,0 Mol pro Mol Zinkhalogenid enthalten. Durch die Entfernung von Wasser bei der Aufheizung auf über 16O wird die geforderte stärkere Konzentration eingestellt. Wenn dabei zuviel Halogenwasserstoff entweicht, muß dieser ergänzt werden, damit die Katalysatorlösung wenigstens einen Gehalt von 0,05 Mol Halogenwasserstoff pro Mol Zinkhalogenid aufweist. Die Menge an Katalysatorlösung, bezogen auf eingesetztes Phenol, kann z.B. 15 % und mehr betragen. Die Umsetzung kann auch unter erhöhtem Druck durchgeführt v/erden. Die Umsetzungszeit ist von den gewählten Bedingungen, insbesondere auch der Katalysatorkonzentration, abhängig. Sie beträgt im allgemeinen bis zu etwa 6 Stunden, kann aber natürlich auch langer gewählt v/erden. Die Lösung kann nach beendeter Umsetzung aus dem Gemisch z.B. durch Auswaschen mit Wasser, gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur, entfernt werden. Dies kann in bekannter Weise, einstufig oder mehrstufig, durchgeführt werden. Es kann vorteilhaft sein, vor dem Auswaschen dem Gemisch ein inertes Verdünnungsmittel, z.B. Heptan, Cyclohexan, zuzugeben, um die Trennung von organischer und wäßriger Schicht zu erleichtern» Die Aufarbeitung des Alkylierungsgemisches geschieht in bekannter Weise, z.B. destillativ. Nicht umgesetztes Phenol, Verdünnungsmittel und Katalysatorlösung, diese nach entsprechender Aufkonzentrierung, können in üblicher Weise wieder eingesetzt bzw. im Kreislauf geführt v/erden. Es hat sich gezeigt, daß auch die anfallenden 2,*)-· und 2,6-Dialkylphenole ganz oder teilv/eise wieder zur Umsetzung gebracht werden können, da sich aus diesen Verbindungenein weiterer Anteil an 3S5-Dialkylphenol bildet. Das Verfahren kann diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt v/erden. Die erhaltenen 3?5-Dialkylphenole sind z„B. wertvolle Komponenten für die Herstellung von Kunstharzen.the water content of the catalyst solution is not more than about 30 moles per mole of zinc halide, and the equipment is kept at a temperature of at least 10 until the reaction is complete. The molar ratio of alkylating agent to phenol is expediently adjusted to about 1: 1. If this ratio is increased too much, ortho- or para-substitution may be preferred. The catalyst solution used can initially contain a water content greater than 3.0 moles per mole of zinc halide. The required higher concentration is set by removing water during heating to over 16O. If too much hydrogen halide escapes, this must be replenished so that the catalyst solution has a content of at least 0.05 mol of hydrogen halide per mol of zinc halide. The amount of catalyst solution, based on the phenol used, can be, for example, 15 % and more. The reaction can also be carried out under increased pressure. The reaction time depends on the conditions chosen, in particular also on the catalyst concentration. It is generally up to about 6 hours, but can of course also be chosen to be longer. After the reaction has ended, the solution can be removed from the mixture, for example by washing it out with water, if appropriate at an elevated temperature. This can be carried out in a known manner, in one or more stages. It may be advantageous to add an inert diluent, for example heptane, cyclohexane, to the mixture before washing it out in order to facilitate the separation of the organic and aqueous layer. The alkylation mixture is worked up in a known manner, for example by distillation. Unconverted phenol, diluent and catalyst solution, these after appropriate concentration, can be reused or circulated in the usual way. It has been shown that the resulting 2, *) - · and 2,6-dialkylphenols can be reacted in whole or in part, since a further proportion of 3 S 5-dialkylphenol is formed from these compounds. The process can be carried out batchwise or continuously. The 3? 5-dialkylphenols obtained are, for example. valuable components for the production of synthetic resins.
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Unser Zeichen: ITK 236Our reference: ITK 236
B e i ρ ρ -i e. 1 :B e i ρ ρ -i e. 1 :
Es wurde 1 Mol Phenol mit 1 Mol Propylen in Gegenwart von 30 %Λ bezogen auf Phenol, einer Katalysatorlösung, die pro Mol Zinkbromid 3,5 Mol V/asser und 0,2 Mol HBr enthielt, zunächst bei ca. 110 /umgesetzt. Nach etwa 1 Stunde wurde die Temperatur langsam auf 175 erhöht, wobei niedriger siedende Anteile, zur Hauptsache Wasser sowie etwas Phenol und Propylbromid, destillativ abgenommen wurden, bis die Katalysatorlösung weniger als 2,0 Mol Wass'er pro Mol Zinkbromid enthielt. Die Temperatur wurde noch h Stunden lang auf der genannten Höhe gehalten. Das Reaktionsgemisch wurde anschließend auf ca. 60 abgekühlt, mit dem gleichen Volumen eines Gemisches aus 90 % Cyclohexan und 10 % Benzol versetzt, bis zur vollständigen Entfernung des Katalysators aus der organischen Schicht bei ca« 60 mit Wasser gewaschen und dann das Alkylat destillativ aufgearbeitet. Die Ausbeute, bezogen auf das Alkylierungsmittel, betrug 100 %, bezogen auf Phenol ca. 80 %. Nach Abtrennung des Verdünnungsmittels und des nicht umgesetzten Phenols enthielt das Alkylphenolgemisch 62,3 % Monoisopropylphenole,1 mol of phenol was reacted with 1 mol of propylene in the presence of 30 % Λ based on phenol, a catalyst solution which contained 3.5 mol of water per mol of zinc bromide and 0.2 mol of HBr, initially at about 110%. After about 1 hour, the temperature was slowly increased to 175, lower-boiling fractions, mainly water and some phenol and propyl bromide, being removed by distillation until the catalyst solution contained less than 2.0 moles of water per mole of zinc bromide. The temperature was held at the stated level for a further h hours. The reaction mixture was then cooled to about 60, mixed with the same volume of a mixture of 90% cyclohexane and 10 % benzene, washed with water until the catalyst was completely removed from the organic layer at about 60 and then the alkylate was worked up by distillation. The yield, based on the alkylating agent, was 100 %, based on phenol approx. 80 %. After separating off the diluent and the unreacted phenol, the alkylphenol mixture contained 62.3 % monoisopropylphenols,
32,7 % Diisopropylphenole,32.7 % diisopropylphenols,
5iO # höher alkylierte Verbindungen. Der Anteil an 3,5-Diisopropylphenol betrug 19i9 %· 5iO # higher alkylated compounds. The proportion of 3,5-diisopropylphenol was 19i9 %
Bei einer' Wiederholung'des Versuches mit einem Molverhältnis von Propylen zu Phenol wie 0,7 * 1» sonst aber unter gleichen Bedingungen, bestand das Alkylphenolgemisch ausIf the experiment is 'repeated' with a molar ratio of Propylene to phenol like 0.7 * 1 »but otherwise under the same conditions, the alkylphenol mixture consisted of
78,5 % Monoisopropylphenol, 19|2 % Diisopropylphenol, 2,3 % höher alkylierte Verbindungen.78.5 % monoisopropylphenol, 19 | 2 % diisopropylphenol, 2.3 % higher alkylated compounds.
Der Anteil an 3,5-Diisopropylphenol betrug 10,k %, The proportion of 3,5-diisopropylphenol was 10.k%,
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